Тележка мостового электрического крана Q=8 т

2. Крепление каната к барабану

К конструкции крепления  каната на барабане предъявляют требования большой надёжности, доступности  для осмотра, удобства смены каната. Наибольшее применение находит крепление каната планками, прижимающими канат к барабану. При этом канат из крайней канавки барабана переводят сразу в третью, для чего частично вырубают выступы нарезки, которые разделяют канавки, среднюю же канавку используют для установки крепежных болтов или шпилек.

Суммарное усилие растяжения болтов, прижимающих канат:

, где

f = 0,11 – коэффициент трения между канатом и барабаном;

γ – угол наклона боковой  грани трапециевидного выреза в  планке к вертикали;

α – угол обхвата барабана неприкосновенными витками;

e – основание натурального логарифма;

 Н

При диаметре каната до 15,5 мм используются болты М16.

Необходимое число болтов:

, где

k = 1,5 – коэффициент запаса надежности крепления каната к барабану;

 – приведенный коэффициент трения между канатом и поверхностью планки;

=0,026 – расстояние от дна канавки на барабане до верхней плоскости прижимной планки, м;

 – допускаемые напряжения  растяжения в болте;

σ_тек = 245,2 МПа – предел текучести для стали 20.

 

.

Для крепления каната к барабану требуется 4 болта.

 

 

3. Ось барабана

Ось барабана испытывает напряжение изгиба от действия усилий двух ветвей каната при сдвоенном полиспасте, а также от собственного веса барабана, которым пренебрегаем.

Нагрузки на ступицы  барабана:

;

,

l_н – длина нарезанной части барабана, мм;

l_гл – длина гладкой части барабана, мм;

l₁ и l₂ – расстояния от ступиц барабана до опор оси; предварительно можно принять l₁ = 80 мм, l₂ = 150 мм.

Рис.3. Расчётная схема оси

 

Тогда:

Н;

Н.

Расчет оси барабана сводится к определению диаметра цапфы вала из условия работы оси на изгиб в симметричном цикле:

, где

M_и – изгибающий момент в расчетном сечении;

W – момент сопротивления расчетного сечения при изгибе;

[σ_-1] – допускаемое напряжение при симметричном цикле.

Допускаемое напряжение при симметричном цикле:

, где

k₀ – коэффициент, учитывающий конструкцию детали (для валов, осей и цапф k₀ = 2,4);

σ_-1 =257 – предел выносливости материала оси Сталь 45, МПа;

[n] – допускаемый коэффициент запаса прочности (для группы режима работы 5М – 1,7);

Реакции в опорах:

После определения реакций  опор оси R₁ и R₂ можно определить изгибающие моменты в любом ее сечении. Наибольший изгибающий момент под правой ступицей M₂ = R₂ ·I₂, а момент сопротивления этого сечения оси . Находим предварительно диаметр оси под правой ступицей:

;

 м.

Диаметр под правой ступицей d = 80 мм. Значит диаметр цапф вала в месте посадки подшипников с учетом ступенчатости для буртиков d_Ц = 60 мм.

 

4. Проверка подшипников на долговечность

Подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный 3512 ГОСТ 5721-75 со следующими параметрами:

d = 60 мм - диаметр вала в месте посадки подшипника;

D = 110 мм - наружный диаметр;

B = 28 мм - высота подшипника;

C = 122 кН - динамическая грузоподъёмность;

C₀= 83 кН - статическая грузоподъёмность.

 

Расчёт подшипника следует  производить для наиболее нагруженной  левой опоры 1.

Реакция в опоре найдена ранее при расчёте оси барабана:

Н;

Эквивалентная динамическая нагрузка:

, где

К_Т – температурный коэффициент. При рабочей температуре подшипника t<105⁰C  К_Т=1; - коэффициент безопасности, в крановых механизмах =1,3÷1,5.

При вращении внутреннего  кольца подшипника V=1.

 Н

Долговечность подшипника при максимальной нагрузке:

ч, где

n_Б = 56,25 – частота вращения барабана, об/мин.

m = 10/3 – показатель степени кривой усталости для роликоподшипников.

Эквивалентная долговечность  подшипника:

 ч, где

- коэффициент эквивалентности  для режима тяжелого нагружения  для роликоподшипников (рис. 4.)

Так как  ч, следовательно, выбранный подшипник удовлетворяет заданным условиям работы, и его долговечность обеспечена.

 

 

 

 

5. Расчёт болтов, соединяющих зубчатый венец с барабаном

 

Соединение осуществляется болтами ГОСТ 7817-80, которые испытывают рабочие напряжения среза, а также напряжения растяжения и кручения, возникающие при сборке узла. Размеры венца-ступицы барабана определяются размерами зубчатого венца тихоходного вала выбранного редуктора

Материал болтов – сталь 45 (предел текучести σ_т = 353 МПа).

Диаметр болта определяется по формуле:

, где

m’_б = 0,75·m_б – расчетное число болтов;

m_б – число установленных болтов (примем 8);

[τ] – допускаемое напряжение среза:

, где

σ_т=353МПа – предел текучести материала болтов;

k₁ =1,3 – коэффициент безопасности, соответствующий механизму подъема кранов, работающих с крюком;

k₂ = 1,2 – коэффициент нагрузки, соответствующий группе режима работы 5М;

 Па;

P_ОКР – усилие, действующее на окружности установки болтов:

, где

S_max-максимальное статическое усилие, Н;

D_Б – диаметр барабана по центру навитых канатов, м;

D_ОКР-диаметр окружности установки болтов, м;

, где D_З – наружный диаметр зубчатого венца вала редуктора, м.

 Н;

м.

Принимаем диаметр болта d = 8 мм.

 

 

 

Список литературы

 

1. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учеб. пособие для студентов машиностр. спец. вузов/С.А. Казак, В.Е. Дусье, Е.С. Кузнецов и др.; Под ред. С.А. Казака. – М.: Высш. шк., 1989. – 319 с.: ил.
2. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. Учебное пособие для вузов. Под ред. д-ра техн. наук М.П. Александрова и д-ра техн. наук Д.Н. Решетова. М., «Машиностроение», 1973, 256 с.
3. Грузоподъемные машины: Учебно-методическое пособие / Ю.В. Наварский. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. 100 с.
4. Шабашов А.П., Лысяков А.Г. Мостовые краны общего назначения. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. 304 с., ил.
5. Справочник по кранам: В 2 т. Т.1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций/В.И. Брауде, М.М. Гохберг, И.Е. Звягин и др.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. – 536 с.: ил.

 

Приложения

 

Приложение 1

Таблица 1. Расчет усилий, действующих на колеса.

 

	m,кг	G,Н	X,мм	Y,мм	x,м	y,м	Xti,Н*м	Yti,Н*м
Дв под	210	2060	-815	735	-0,815	0,735	-1678,98	1514,17
Ред под	317	3110	815	317	0,815	0,317	2534,46	985,80
Блок	23	226	0	-347	0	-0,347	0,00	-78,29
дв пер	51	500	0	-980	0	-0,98	0,00	-490,30
ред пер	45	441	-1030	-980	-1,03	-0,98	-454,69	-432,62
бар	150	1472	0	335	0	0,335	0,00	492,95
рама	2804	27507	0	0	0	0	0,00	0,00
Сумма	3600	35316					400,79	1991,70
Gп	1540						Xt,м	Yt,м
Угр	0,075						0,01135	0,056397
G=Gгр	78480
Xt	0,011					Y',м	Y",м	Bt,м
Yt	0,056					1,036	1,055	2,0
Bt	2
Lt	1,63
Gt	8829
P1t	9450	9,4499	P1G	18504,66	P1	27954,53
P2t	8454	8,454	P2G	21505,42	P2	29959,44
P1't	9204	9,204	P1'G	18504,66	P1'	27708,65
P2't	8208	8,2081	P2'G	21505,42	P2'	29713,55
					∆,%	7,513